WO2019145156A1 - Verfahren zur steuerung eines schlagschraubers - Google Patents

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WO2019145156A1
WO2019145156A1 PCT/EP2019/050503 EP2019050503W WO2019145156A1 WO 2019145156 A1 WO2019145156 A1 WO 2019145156A1 EP 2019050503 W EP2019050503 W EP 2019050503W WO 2019145156 A1 WO2019145156 A1 WO 2019145156A1
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motor
spindle
hammer
anvil
motor rotation
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PCT/EP2019/050503
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Inventor
Chi Hoe Leong
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/147—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for electrically operated wrenches or screwdrivers
    • B25B23/1475—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for electrically operated wrenches or screwdrivers for impact wrenches or screwdrivers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B25B21/02—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose with means for imparting impact to screwdriver blade or nut socket
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a hand tool, in particular an impact wrench, and a hand tool, in particular an impact wrench for performing the method.
  • An impact drill of this type includes, for example, a structure in which an impact force in a rotational direction is transmitted to a screw member by a rotational impact force of a hammer.
  • the percussion drill having this structure includes a motor, a hammer to be driven by the motor, an anvil hit by the hammer, and a tool.
  • the percussion drill drives the motor installed in a housing, whereby the hammer is driven by the motor, the anvil is beaten again by the revolving hammer and an impact force is given to the tool.
  • Impact wrenches generate a high repetition rate of impact torque due to their impact.
  • EP 2 650 085 A2 discloses an electronic clutch for impact wrenches.
  • the coupling has a current sensor for the motor and a sensor for the motor speed.
  • the device has a control unit which defines a limiting current based on a clutch setting.
  • the object of the invention is to provide a simple method for controlling a handheld power tool, in particular an impact wrench, whereby the field of application of the impact wrench is broadened and a more controllable behavior of the impact wrench at high torques, for example when countersunk screws, is made possible ,
  • a method for controlling a handheld power tool in particular an impact wrench
  • the impact wrench has a motor with an input spindle and an output spindle, wherein the motor sets the input spindle in rotation and the output spindle is connected to a tool holder.
  • the impact wrench has an anvil rotatably connected to the output spindle and a hammer.
  • the hammer is connected to the input spindle such that it performs intermittent movement in the axial direction of the input spindle as well as intermittent rotational movement about the input spindle due to the rotational movement of the input spindle.
  • the method comprises the steps: a. Start a stop mode by a corresponding user selection; b. Operating the motor in a first direction of motor rotation, the first direction of motor rotation corresponding to screwing in a screw through the output spindle; c. Continuously forming a difference value of an engine speed between a first time and a subsequent second time; d. Monitoring the difference value of the motor speed as to whether it falls below a fixed first limit value, the first limit value representing the process of placing a screw head on a workpiece;
  • the method includes automatic detection of the direction of engine rotation.
  • At least one first Hall sensor for measuring the motor rotation angle and at least one second Hall sensor for measuring the direction of motor rotation is used, whereby a simple measurement of the motor torfacewinkels and the engine rotation direction can be ensured.
  • the engine speed, the engine acceleration, and the difference value of the engine speed are determined at each instant.
  • a current profile of the motor is used in steps d) and g) as an additional criterion for reversing the direction of motor rotation. In this way, the widest possible uniform and interference-free operation of the screwing is guaranteed without interruption.
  • Another object of the invention is a hand tool, in particular an impact wrench, comprising a housing with a motor, an output spindle, anvil, a hammer, a control unit, at least a first sensor and at least a second sensor.
  • the motor rotates an input spindle, with the output spindle connected to a tool holder.
  • the anvil is non-rotatably connected to the output spindle and the hammer is connected to the input spindle such that it makes an intermittent movement in the axial direction of the input spindle as well as an intermittent rotational movement about the input spindle due to the rotation of the input spindle In this way, the hammer intermittently strikes the anvil and thus delivers a shock and an angular momentum to the anvil and thus to the output pin.
  • the first sensor transmits a first signal for determining a motor speed to the control unit, wherein the second sensor transmits a second signal for determining a motor rotation angle to the control unit. wherein the control unit is adapted to perform a method according to one of claims 1 to 5.
  • the at least one first sensor and the at least one second sensor are Hall sensors.
  • the hammer stores energy in a compression spring and releases that energy in the form of a hammering impact of the hammer on the anvil.
  • the traction-type traction machine can have a switching element by means of which a user can select the method according to one of claims 1 to 5 as operating mode of the traction-type traction machine.
  • a switching element has been found to be advantageous for easy handling of the power tool.
  • the traction-type traction machine is a battery-powered hand-held power tool, in particular a battery-powered impact wrench. In this way, a flexible and network-independent use of the power tool is guaranteed.
  • the hand tool is a cordless screwdriver, a drill, a percussion drill or a hammer drill, which can be used as a tool a drill, a drill bit or various Bitetz algorithms.
  • the hand-held tractor according to the invention is designed in particular as impact wrench, wherein the pulse-like release of the motor energy, a higher peak torque for a screwing or unscrewing a screw or a nut is generated ter.
  • transmission of electrical energy should in particular be understood to mean that the handheld power tool transmits energy to the body via a battery and / or via a power cable connection.
  • the screwing tool can be made flexible in the direction of rotation. In this way, the proposed method can be used both for screwing in and for unscrewing a screw or a nut.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an electric hand tool machine
  • Fig. 2 is a schematic representation of a program sequence for controlling a hand tool, in particular a impact wrench.
  • FIG. 1 shows a hand tool 100 according to the invention, which has a housing 105 with a handle 15.
  • the portable power tool 100 can be mechanically and electrically connected to a battery pack 190 for mains-independent power supply.
  • the power tool 100 is exemplified as a cordless hammer drill. It should be understood, however, that the present invention is not limited to cordless drills, but rather may be applied to hand-held power tools that translate a tool into rotations, such as a cordless drill, a rechargeable battery, and the like. Impact drill or a rod screwdriver or a percussion drill etc.
  • one of the battery pack 190 supplied with power, electric drive motor 180 and a transmission 170 are arranged.
  • the drive motor 180 is connected via the gear 170 to an input spindle 120.
  • the drive motor 180 is illustratively arranged in a motor housing 185 and the gear 170 in a gear housing 110, wherein the gear housing 110 and the motor housing 185 are arranged only in the housing 105 by way of example.
  • a control unit 370 is disposed within the housing 105, which for controlling and / or regulating the drive motor 180 and the transmission 170, for example by means of a set engine speed n, a selected angular momentum, a desired gear x o- the like acts on these.
  • the drive motor 180 is, for example via a manual switch 195 actu bar, d. H. can be switched on and off, and can be any type of motor, such as an electronically commutated motor or a DC motor.
  • the drive motor 180 can be electronically controlled or regulated in such a way that both a reversion operation and specifications with regard to the desired engine speed n and the desired angular momentum can be realized.
  • the mode of operation and the design of a suitable drive motor are sufficiently known from the prior art, so that a detailed description of the description is omitted here for the purpose of conciseness of the description.
  • the input spindle 120 is rotatably mounted in the housing 105 and provided with a tool holder 140 via an output spindle 130.
  • the tool holder 140 serves to receive a tool 150 and may be integrally formed with the output spindle 130 or connected to it in a tower-shaped manner.
  • the control unit 370 is in communication with a power source.
  • the control unit 370 is designed in such a way that it can electronically control or regulate the drive motor 180 by means of various current signals.
  • the various current signals provide for different angular pulses of the drive motor 180, the current signals being conducted to the drive motor 180 via a control line.
  • the power source can be designed, for example, as a battery or, as in the illustrated embodiment, as a battery pack 190 or as a network connection.
  • operating elements may be provided to adjust various operating modes and / or the direction of rotation of the drive motor 180.
  • a stop mode is started by a corresponding user selection.
  • a manual switch 195 is actuated by an operator, whereby the drive motor 180 starts in a first direction of motor rotation.
  • the first direction of motor rotation for example, corresponds to screwing in a screw through the output spindle 130.
  • a predetermined actuation of the manual switch 195 may be provided to initiate energization of the drive motor 180.
  • step c a difference value of a motor speed is continuously formed between a first time and a subsequent second time.
  • step d the difference value of the motor speed is monitored whether it falls below a fixed first limit value, where the first limit value represents the process of placing a screw head on a workpiece. If this is not the case, then branch back to step b. If the difference value of the engine speed falls below the defined first limit value, then branching is made to step e.
  • a step e the motor rotation direction of the motor is reversed as a result of falling below the first limit of the difference value of the engine speed and operating the drive motor 180 in a second motor rotation direction, wherein the second motor rotation direction is reversed to the first motor rotation.
  • step f the motor speed of the drive motor 180 is monitored to see if the motor speed exceeds a predetermined second limit motor speed.
  • step g a motor rotation angle of the drive motor 180 is monitored to see if the motor rotation angle exceeds a set third motor rotation angle limit.
  • step h the motor rotation direction of the drive motor 180 as a result of exceeding the second limit value by the motor speed and the third limit value is reversed by the motor rotation.
  • step i the method continues from step b as long as the user selection is active.
  • the above procedure is repeated as long as the user operates the manual switch 195. In this way, a lower torque is achieved while reducing the speed of rotation and thus allows better controllability and usability.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)

Abstract

Verfahren zur Steuerung einer Handwerkzeugmaschine (100), insbesondere eines Schlagschraubers erreicht. Der Schlagschrauber weist einen Motor (180) mit einer Eingangsspindel (120) und eine Ausgansspindel (130) auf, wobei der Motor die Eingangsspindel in Rotation versetzt und die Ausgangsspindel mit einer Werkzeugaufnahme (140) verbunden ist. Ferner weist der Schlagschrauber einen drehfest mit der Ausgangsspindel verbundenen Amboss und einen Hammer auf. Der Hammer ist derart mit der Eingangsspindel verbunden, dass er infolge der Drehbewegung der Eingangsspindel eine intermittierende Bewegung in axialer Richtung der Eingangsspindel sowie eine intermittierende rotatorische Bewegung um die Eingangsspindel ausführt. Ferner schlägt der Hammer auf diese Weise intermittierend auf den Amboss auf, wodurch ein Schlag- und ein Drehimpuls an den Amboss und somit an die Ausgangsspindel abgegeben wird. Dabei umfasst das Verfahren die erfindungsgemäßen Schritte. Ferner wird eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere ein Schlagschrauber offenbart mit einer Steuerungseinheit offenbart, wobei die Steuerungseinheit zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt ist.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zur Steuerung eines Schlagschraubers
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere eines Schlagschraubers, und eine Handwerkzeugmaschine, insbe- sondere einen Schlagschrauber zur Durchführung des Verfahrens.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind Schlagschrauber zum Anziehen von Schrau- benelementen, wie beispielsweise Gewindemuttern und Schrauben bekannt. Ein Schlagbohrer von diesem Typ umfasst beispielsweise einen Aufbau, bei wel- chem eine Schlagkraft in einer Drehrichtung durch eine Drehschlagkraft eines Hammers an ein Schraubenelement übertragen wird. Der Schlagbohrer, welcher diesen Aufbau hat, umfasst einen Motor, einen durch den Motor anzutreibenden Hammer, einen Amboss, welcher durch den Hammer geschlagen wird, und ein Werkzeug. Bei dem Schlagbohrer wird der in einem Gehäuse eingebaute Motor angetrieben, wobei der Hammer durch den Motor angetrieben, der Amboss wie- derum durch den sich drehenden Hammer geschlagen und eine Schlagkraft an das Werkzeug abgegeben wird. Dabei erzeugen Schlagschrauber aufgrund ihres Aufpralls eine hohe Wiederholrate des Schlagdrehmoments.
So ist beispielsweise aus der EP 2 650 085 A2 eine elektronische Kupplung für Schlagschrauber bekannt. Die Kupplung verfügt über einen Stromsensor für den Motor und einen Sensor für die Motorgeschwindigkeit. Zusätzlich verfügt das Ge- rät über eine Steuerungseinheit, die auf Basis einer Kupplungseinstellung einen Grenzstrom festlegt.
Oftmals erweist es sich als nachteilig, dass das erzeugte Drehmoment für die verwendeten Befestigungselemente, wie beispielsweise Kreuzschrauben, zu hoch ist, wodurch das Werkzeug den Kontakt zum Schraubenkopf verliert und die Schraubenköpfe beschädigt werden.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein einfaches Verfahren zur Steuerung einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere eines Schlagschraubers bereitzu- stellen, wodurch der Einsatzbereich des Schlagschraubers verbreitert wird und ein besser kontrollierbares Verhalten des Schlagschraubers bei hohen Drehmo- menten, beispielsweise beim Versenken von Schrauben, ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen An- sprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Steuerung einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere eines Schlagschraubers offenbart. Der Schlagschrauber weist ei- nen Motor mit einer Eingangsspindel und eine Ausgansspindel auf, wobei der Motor die Eingangsspindel in Rotation versetzt und die Ausgangsspindel mit ei- ner Werkzeugaufnahme verbunden ist. Ferner weist der Schlagschrauber einen drehfest mit der Ausgangsspindel verbundenen Amboss und einen Hammer auf. Der Hammer ist derart mit der Eingangsspindel verbunden, dass er infolge der Drehbewegung der Eingangsspindel eine intermittierende Bewegung in axialer Richtung der Eingangsspindel sowie eine intermittierende rotatorische Bewegung um die Eingangsspindel ausführt. Ferner schlägt der Hammer auf diese Weise intermittierend auf den Amboss auf, wodurch ein Schlag- und ein Drehimpuls an den Amboss und somit an die Ausgangsspindel abgegeben wird. Dabei umfasst das Verfahren die Schritte: a. Start eines Anschlagmodus durch eine entsprechende Benutzerauswahl; b. Betreiben des Motors in einer ersten Motordrehrichtung, wobei die erste Mo- tordrehrichtung mit einem Eindrehen einer Schraube durch die Ausgangs- spindel korrespondiert; c. Fortlaufendes Bilden eines Differenzwertes einer Motorgeschwindigkeit zwi- schen einem ersten Zeitpunkt und einem darauffolgenden zweiten Zeitpunkt; d. Überwachen des Differenzwertes der Motorgeschwindigkeit daraufhin, ob er einen festgelegten ersten Grenzwert unterschreitet, wobei der erste Grenz- wert den Vorgang des Aufsetzens eines Schraubenkopfes auf ein Werkstück repräsentiert;
e. Umkehren der Motordrehrichtung des Motors als Folge des Unterschreitens des ersten Grenzwertes des Differenzwertes der Motorgeschwindigkeit und Betreiben des Motors in einer zweiten Motordrehrichtung, wobei die zweite Motordrehrichtung umgekehrt zur ersten Motordrehrichtung ist;
f. Überwachen einer Motorgeschwindigkeit des Motors daraufhin, ob die Motor- geschwindigkeit einen festgelegten zweiten Grenzwert der Motorgeschwin- digkeit überschreitet;
g. Überwachen eines Motordrehwinkels des Motors daraufhin, ob der Motor- drehwinkel einen festgelegten dritten Grenzwert des Motordrehwinkels über- sch reitet;
h. Umkehren der Motordrehrichtung des Motors als Folge des Überschreitens des zweiten Grenzwertes durch die Motorgeschwindigkeit und des dritten Grenzwertes durch den Motordrehwinkel; und
i. Fortsetzen des Verfahrens ab Punkt b) solange, wie die Benutzerauswahl ak- tiv ist.
Auf diese Weise kann eine einfache und sichere Überwachung und Steuerung der beiden Parameter Motordrehrichtung und Motorgeschwindigkeit erfolgen, so dass aus der Schlagrate des Hammers in Vorwärtsrichtung eine niedrigere Ge- schwindigkeit und ein geringeres Schlagmoment des Hammers auf den Amboss resultiert.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren eine automatische Erkennung der Motordrehrichtung.
In einer weiteren Ausführungsform wird zumindest ein erster Hall-Sensor zur Messung des Motordrehwinkels und zumindest ein zweiter Hall-Sensor zur Mes- sung der Motordrehrichtung verwendet, wodurch eine einfache Messung des Mo- tordrehwinkels und der Motordreh richtung gewährleistet werden kann. In einer weiteren Ausführungsform werden basierend auf den Messwerten der Motordreh richtung und des Motordrehwinkels die Motorgeschwindigkeit, die Mo- torbeschleunigung, sowie der Differenzwert der Motorgeschwindigkeit zu jedem Zeitpunkt bestimmt.
In einer weiteren Ausführungsform wird in den Schritten d) und g) als zusätzli- ches Kriterium für das Umkehren der Motordrehrichtung ein Stromprofil des Mo- tors herangezogen. Auf diese Weise ist eine weitestgehende gleichmäßige und störfreie Betätigung des Schraubwerkzeuges ohne Unterbrechung gewährleistet.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere ein Schlagschrauber, aufweisend ein Gehäuse mit einem Motor, einer Ausgangsspindel, einem Amboss, einem Hammer, einer Steuerungsein- heit, zumindest einem ersten Sensor und zumindest einem zweiten Sensor. Der Motor versetzt eine Eingangsspindel in Rotation, wobei die Ausgangsspindel mit einer Werkzeugaufnahme verbunden ist. Der Amboss ist drehfest mit der Aus- gangsspindel verbunden und der Hammer ist derart mit der Eingangsspindel ver- bunden, dass er infolge der Drehbewegung der Eingangsspindel eine intermittie- rende Bewegung in axialer Richtung der Eingangsspindel sowie eine intermittie- rende rotatorische Bewegung um die Eingangsspindel ausführt, wobei der Ham- mer auf diese Weise intermittierend auf den Amboss aufschlägt und so einen Schlag- und einen Drehimpuls an den Amboss und somit an die Ausgangsspin- del abgibt. Der erste Sensor übermittelt ein erstes Signal zur Ermittlung einer Mo- torgeschwindigkeit an die Steuerungseinheit, wobei der zweite Sensor ein zwei- tes Signal zur Ermittlung eines Motordrehwinkels an die Steuerungseinheit über- mittelt. wobei die Steuerungseinheit dazu ausgelegt ist, ein Verfahren nach ei- nem der Ansprüche 1 bis 5 durchzuführen.
In einer weiteren Ausführungsform sind der zumindest eine erste Sensor sowie der zumindest eine zweite Sensor Hall-Sensoren. In einer weiteren Ausführungsform speichert der Hammer während seiner inter- mittierenden Bewegung Energie in einer Kompressionsfeder und setzt diese Energie in Form eines Schlagimpulses des Hammers auf den Amboss frei.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Handwerkezugmaschine ein Schalt- element aufweisen, mittels dessen ein Benutzer das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als Betriebsweise der Handwerkezugmaschine anwählen kann. Ein derartiges Schaltelement hat sich für eine einfache Handhabung der Handwerkzeugmaschine als vorteilhaft herausgestellt.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Handwerkezugmaschine eine akkube- triebene Handwerkzeugmaschine, insbesondere ein akkubetriebener Schlag- schrauber. Auf diese Weise ist eine flexible und netzunabhängige Benutzung der Handwerkzeugmaschine gewährleistet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Handwerkzeugmaschine ein Akku- Schrauber, eine Bohrmaschine, eine Schlagbohrmaschine oder ein Bohrhammer, wobei als Werkzeug ein Bohrer, eine Bohrkrone oder verschiedene Bitaufsätze verwendet werden können. Die erfindungsgemäße Handwerkezugmaschine ist insbesondere als Schlagschraubwerkzeug ausgebildet, wobei durch die impuls- hafte Freisetzung der Motorenergie ein höheres Spitzendrehmoment für ein Ein- schrauben oder ein Herausschrauben einer Schraube oder einer Schraubenmut- ter erzeugt wird. Unter Übertragung elektrischer Energie soll in diesem Zusam- menhang insbesondere verstanden werden, dass die Handwerkzeugmaschine über einen Akku und/oder über eine Stromkabelanbindung an den Korpus Ener- gie weiterleitet.
Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform das Schraubwerk- zeug in der Drehrichtung flexibel ausgebildet sein. Auf diese Weise kann das vor- geschlagene Verfahren sowohl zum Eindrehen als auch zum Herausdrehen einer Schraube beziehungsweise einer Schraubenmutter verwendet werden.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung erge- ben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Er- findung, welches in der Zeichnung dargestellt ist. Dabei ist zu beachten, dass die in den Figuren beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in belie- biger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusam- menfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unab- hängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung nur einen beschreibenden Charakter hat und nicht dazu gedacht ist, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer elektrischen Handwerkzeugma- schine; und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Programmablaufes zur Steuerung einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere eines Schlagschraubers.
Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine 100, die ein Gehäuse 105 mit einem Handgriff 1 15 aufweist. Gemäß der dargestellten Aus- führungsform ist die Handwerkzeugmaschine 100 zur netzunabhängigen Strom- versorgung mechanisch und elektrisch mit einem Akkupack 190 verbindbar. In Fig. 1 ist die Handwerkzeugmaschine 100 beispielhaft als Akku-Schlagbohrer ausgebildet. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Akku-Schlagbohrer beschränkt ist, sondern vielmehr bei Handwerk- zeugmaschinen 100 Anwendung finden kann, bei denen ein Werkzeug in Dre- hungen versetzt wird, beispielsweise bei einem Akku-Bohrer, einer Akku-Schlag- bohrmaschine oder einem Stabschrauber oder einer Schlagbohrmaschine etc.
In dem Gehäuse 105 sind ein von dem Akkupack 190 mit Strom versorgter, elektrischer Antriebsmotor 180 und ein Getriebe 170 angeordnet. Der An- triebsmotor 180 ist über das Getriebe 170 mit einer Eingangsspindel 120 verbun- den. Der Antriebsmotor 180 ist illustrativ in einem Motorgehäuse 185 angeordnet und das Getriebe 170 in einem Getriebegehäuse 110, wobei das Getriebege- häuse 110 und das Motorgehäuse 185 lediglich beispielhaft in dem Gehäuse 105 angeordnet sind. Ferner ist innerhalb des Gehäuses 105 eine Steuerungseinheit 370 angeordnet, welche zur Steuerung und/oder Regelung des Antriebsmotors 180 und des Getriebes 170 beispielsweise mittels einer eingestellten Motordreh- zahl n, einem angewählten Drehimpuls, einem gewünschten Getriebegang x o- der dergleichen auf diese einwirkt.
Der Antriebsmotor 180 ist beispielsweise über einen Handschalter 195 betätig bar, d. h. ein- und ausschaltbar, und kann ein beliebiger Motortyp sein, beispiels- weise ein elektronisch kommutierter Motor oder ein Gleichstrommotor. So ist der Antriebsmotor 180 derart elektronisch Steuer- bzw. regelbar, dass sowohl ein Re- versierbetrieb, als auch Vorgaben hinsichtlich der gewünschten Motordrehzahl n und des gewünschten Drehimpulses realisierbar sind. Die Funktionsweise und der Aufbau eines geeigneten Antriebsmotors sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, sodass hier zwecks Knappheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung verzichtet wird.
Die Eingangsspindel 120 ist drehbar im Gehäuse 105 gelagert und über eine Ausgangsspindel 130 mit einer Werkzeugaufnahme 140 versehen. Die Werk- zeugaufnahme 140 dient zur Aufnahme eines Werkzeugs 150 und kann an die Ausgangsspindel 130 angeformt sein oder aufsatzförmig mit dieser verbunden sein.
Die Steuerungseinheit 370 steht mit einer Stromquelle in Verbindung. Die Steue- rungseinheit 370 ist derart ausgebildet, dass sie den Antriebsmotor 180 mittels verschiedener Stromsignale elektronisch Steuer- bzw. regelbar ansteuern kann. Die verschiedenen Stromsignale sorgen für unterschiedliche Drehimpulse des Antriebsmotors 180, wobei die Stromsignale über eine Steuerleitung an den An- triebsmotors 180 geleitet werden. Die Stromquelle kann beispielsweise als Batte- rie oder, wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Akkupack 190 oder als Netzanschluss ausgebildet sein.
Ferner können nicht im Detail dargestellte Bedienelemente vorgesehen sein, um verschiedene Betriebsmodi und/oder die Drehrichtung des Antriebsmotors 180 einzustellen.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Programmablauf zur Steue- rung der Drehgeschwindigkeit des Schraubwerkzeuges der Fig. 1. Bei einem Schritt a wird ein Anschlagmodus durch eine entsprechende Benutzer- auswahl gestartet. In einem Schritt b wird durch eine Bedienperson ein Hand- schalter 195 betätigt, wodurch der Antriebmotors 180 in einer ersten Motordreh- richtung startet. Die erste Motordrehrichtung korrespondiert beispielsweise mit einem Eindrehen einer Schraube durch die Ausgangsspindel 130. Abhängig von dem gewählten Betriebsmodus bzw. von der gewählten Ausführungsform kann eine festgelegte Betätigung des Handschalter 195 vorgesehen sein, um den Start der Bestromung des Antriebsmotors 180 zu bewirken.
Bei dem Schritt c und wird fortlaufend ein Differenzwert einer Motorgeschwindig- keit zwischen einem ersten Zeitpunkt und einem darauffolgenden zweiten Zeit- punkt gebildet. In Schritt d wird der Differenzwert der Motorgeschwindigkeit da- raufhin überwacht, ob er einen festgelegten ersten Grenzwert unterschreitet, wo bei der erste Grenzwert den Vorgang des Aufsetzens eines Schraubenkopfes auf ein Werkstück repräsentiert. Ist dies nicht der Fall, so wird zu Schritt b zurückver- zweigt. Unterschreitet der Differenzwert der Motorgeschwindigkeit den festgeleg- ten ersten Grenzwert, so wird zu Schritt e verzweigt.
Bei einem Schritt e wird die Motordrehrichtung des Motors als Folge des Unter- schreitens des ersten Grenzwertes des Differenzwertes der Motorgeschwindig- keit und Betreiben des Antriebsmotors 180 in einer zweiten Motordreh richtung umkehrt, wobei die zweite Motordrehrichtung umgekehrt zur ersten Motordreh- richtung ist. Im Grunde genommen bedeutet dies, dass bei dem Hammer ein Auf- prall auf das Werkstück detektiert wurde. Um ein hartes Anschlägen des Ham- mers an den Amboss zu vermeiden, wird der Hammer angehalten und der Motor dreht rückwärts.
In Schritt f wird die Motorgeschwindigkeit des Antriebsmotors 180 daraufhin über- wacht, ob die Motorgeschwindigkeit einen festgelegten zweiten Grenzwert der Motorgeschwindigkeit überschreitet. In Schritt g wird ein Motordrehwinkel des Antriebsmotors 180 daraufhin überwacht, ob der Motordrehwinkel einen festge- legten dritten Grenzwert des Motordrehwinkels überschreitet.
Ist dies nicht der Fall, so wird zu Schritt e zurückverzweigt. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass, wenn sich der Hammer ausreichend rückwärts bewegt und somit der Differenzwert der Motorgeschwindigkeit den festgelegten zweiten Grenzwert überschreitet, in einem Schritt h die Motordrehrichtung des An- triebsmotors 180 als Folge des Überschreitens des zweiten Grenzwertes durch die Motorgeschwindigkeit und des dritten Grenzwertes durch den Motordrehwin- kel umgekehrt wird.
In einem folgenden Schritt i wird das Verfahren ab Schritt b solange fortgesetzt, wie die Benutzerauswahl aktiv ist. Dabei wird der obige Ablauf so lange wieder- holt, wie der Benutzer den Handschalter 195 betätigt. Auf diese Weise wird ein geringeres Drehmoment erreicht bei gleichzeitig verringerter Drehgeschwindig- keit und somit eine bessere Kontrollierbarkeit und Nutzbarkeit ermöglicht.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbei- spiel beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildun- gen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung.
Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen sowie Kombinati- onen von Merkmalen umfassen können.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Steuerung einer Handwerkzeugmaschine (100), insbesondere eines Schlagschraubers, wobei der Schlagschrauber einen Antriebsmotor (180) mit einer Eingangsspindel (120) und eine Ausgansspindel (130) auf- weist, wobei der Antriebsmotor (180) die Eingangsspindel (120) in Rotation versetzt und die Ausgangsspindel (130) mit einer Werkzeugaufnahme ver- bunden ist; ferner weist der Schlagschrauber einen drehfest mit der Aus- gangsspindel (130) verbundenen Amboss und einen Hammer auf, wobei der Hammer derart mit der Eingangsspindel (120) verbunden ist, dass er infolge der Drehbewegung der Eingangsspindel (120) eine intermittierende Bewe- gung in axialer Richtung der Eingangsspindel (120) sowie eine intermittie- rende rotatorische Bewegung um die Eingangsspindel (120) ausführt; und wobei der Hammer auf diese Weise intermittierend auf den Amboss auf- schlägt und so einen Schlag- und einen Drehimpuls an den Amboss und so- mit an die Ausgangsspindel (130) abgibt; wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a. Start eines Anschlagmodus durch eine entsprechende Benutzeraus- wahl;
b. Betreiben des Antriebsmotors (180) in einer ersten Motordrehrichtung, wobei die erste Motordrehrichtung mit einem Eindrehen einer Schraube durch die Ausgangsspindel (130) korrespondiert; c. Fortlaufendes Bilden eines Differenzwertes einer Motorgeschwindig- keit zwischen einem ersten Zeitpunkt und einem darauffolgenden zweiten Zeitpunkt;
d. Überwachen des Differenzwertes der Motorgeschwindigkeit daraufhin, ob er einen festgelegten ersten Grenzwert unterschreitet, wobei der erste Grenzwert den Vorgang des Aufsetzens eines Schraubenkopfes auf ein Werkstück repräsentiert; e. Umkehren der Motordrehrichtung des Motors als Folge des Unter- schreitens des ersten Grenzwertes des Differenzwertes der Motorge- schwindigkeit und Betreiben des Antriebsmotors (180) in einer zwei- ten Motordrehrichtung, wobei die zweite Motordrehrichtung umgekehrt zur ersten Motordreh richtung ist;
f. Überwachen einer Motorgeschwindigkeit des Antriebsmotors (180) daraufhin, ob die Motorgeschwindigkeit einen festgelegten zweiten Grenzwert der Motorgeschwindigkeit überschreitet;
g. Überwachen eines Motordrehwinkels des Antriebsmotors (180) da- raufhin, ob der Motordrehwinkel einen festgelegten dritten Grenzwert des Motordrehwinkels überschreitet;
h. Umkehren der Motordrehrichtung des Antriebsmotors (180) als Folge des Überschreitens des zweiten Grenzwertes durch die Motorge- schwindigkeit und des dritten Grenzwertes durch den Motordrehwin- kel; und
i. Fortsetzen des Verfahrens ab Schritt b solange, wie die Benutzeraus- wahl aktiv ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren eine automatische Erkennung der Motordrehrichtung umfasst.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster Hall-Sensor zur Messung des Motordrehwinkels und zumindest ein zweiter Hall-Sensor zur Messung der Motordreh richtung verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf den Messwerten der Motordrehrichtung und des Motordrehwinkels die Motor- geschwindigkeit, die Motorbeschleunigung, sowie der Differenzwert der Mo- torgeschwindigkeit zu jedem Zeitpunkt bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass in den Schritten d) und g) als zusätzliches Kriterium für das Umkeh- ren der Motordrehrichtung ein Stromprofil des Antriebsmotors (180) herange- zogen wird.
6. Handwerkzeugmaschine (100), insbesondere ein Schlagschrauber, aufwei- send ein Gehäuse mit einem Antriebsmotor (180), wobei der Antriebsmotor (180) eine Eingangsspindel (120) in Rotation versetzt; eine Ausgangsspindel (130), wobei die Ausgangsspindel (130) mit einer Werkzeugaufnahme ver- bunden ist; einen Amboss, wobei der Amboss drehtest mit der Ausgangsspin- del (130) verbunden ist; einen Hammer, wobei der Hammer derart mit der Eingangsspindel (120) verbunden ist, dass er infolge der Drehbewegung der Eingangsspindel (120) eine intermittierende Bewegung in axialer Richtung der Eingangsspindel (120) sowie eine intermittierende rotatorische Bewegung um die Eingangsspindel (120) ausführt, wobei der Hammer auf diese Weise intermittierend auf den Amboss aufschlägt und so einen Schlag- und einen Drehimpuls an den Amboss und somit an die Ausgangsspindel (130) abgibt, eine Steuerungseinheit (370), zumindest einen ersten Sensor, wobei der erste Sensor ein erstes Signal zur Ermittlung einer Motorgeschwindigkeit an die Steuerungseinheit (370) übermittelt, zumindest einen zweiten Sensor, wobei der zweite Sensor ein zweites Signal zur Ermittlung eines Motordreh- winkels an die Steuerungseinheit (370) übermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (370) zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgelegt ist.
7. Handwerkzeugmaschine (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine erste Sensor sowie der zumindest eine zweite Sen- sor Hall-Sensoren sind.
8. Handwerkzeugmaschine (100) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hammer während seiner intermittierenden Bewe- gung Energie in einer Kompressionsfeder speichert und diese Energie in Form eines Schlagimpulses des Hammers auf den Amboss freisetzt.
9. Handwerkzeugmaschine (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Handwerkzeugmaschine (100) ein Schaltelement aufweist, mittels dessen ein Benutzer das Verfahren nach einem der Ansprü- che 1 bis 5 als Betriebsweise der Handwerkzeugmaschine (100) anwählen kann.
10. Handwerkzeugmaschine (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Handwerkzeugmaschine (100) ein akkubetriebener Schlagschrauber ist.
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